自测题、习题参考答案

第9章《自测题、习题》参考答案

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第9章 信号发生电路

自测题

填空题

1．正弦波振荡电路属于 反馈电路，它主要由 、 、 和 组成。其中， 的作用是选出满足振荡条件的某一频率的正弦波。

2．自激振荡电路从AF1到AF1的振荡建立过程中，减小的量是 。

3．RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路是按组成 的元件不同来划分的。若要求振荡电路的输出频率在

10kHz左右的音频范围时，常采用 元器件作选频网络，组成 正弦波振荡电路。

4．在正弦波振荡电路中，为了满足振荡条件，应引入 反馈；为了稳幅和减小非线性失真，可适当引入 反馈，若其太强，则 ，若其太弱，则 。

5．在 型晶体振荡电路中，晶体可等效为电阻；在 型晶体振荡电路中，晶体可等效为电感。石英晶体振荡电路的振荡频率基本上取决于 。

6．当石英晶体作为正弦波振荡电路的一部分时，其工作频率范围是 。

7．集成运放组成的非正弦信号发生电路，一般由 、 和 几个基本部分组成。

8．非正弦波发生电路产生振荡的条件比较简单，只要反馈信号能使 的状态发生跳变，即能产生周期性的振荡。

9．方波和矩形波输出电压的幅值取决于比较器的 ；三角波和锯齿波输出电压的幅值取决于比较器的 。

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答案：1．正、放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅环节、选频网络。2．放大倍数。3．选频网络、RC、RC。4．正、负、不易起振、容易产生非线性失真。5．串联、并联、石英晶体本身的谐振频率。6．fsffp。7．开关元件、反馈网络、延迟环节。8．比较器。9．输出电压、阈值电压。 选择题

1．为了满足振荡的相位平衡条件，反馈信号与输入信号的相位差应该等于 。

A．90o； B．180o； C．270o； D．360o。

2．为了满足振荡的相位条件，RC文氏电桥振荡电路中放大电路的输出信号与输入信号之间的相位差，合适的值是 。

A．90o； B．180o； C．270o； D．360o。

3．已知某正弦波振荡电路，其正反馈网络的反馈系数为，为保证电路起振且可获得良好的输出波形，最合适的放大倍数是 。

A．0； B．5； C．20； D．50。

4．若依靠晶体管本身来稳幅，则从起振到输出幅度稳定，晶体管的工作状态是 。

A．一直处于线性区； B．从线性区过渡到非线性区； C．一直处于非线性区； D．从非线性区过渡到线性区。

5．已知某LC振荡电路的振荡频率在50Hz~104Hz之间，通过电容C来调节，因此可知电容量的最大值与最小值之比等于 。 A．2.5105； B．102； C．2102； D．4104。

6．电感反馈式正弦波振荡电路的相位平衡条件是通过合理的选择 来满足的。

A．电流放大倍数； B．互感极性； C．回路失谐； D．都不是。 7．LC正弦波振荡电路没有专门的稳幅电路，它是利用放大电路的非线性来自动稳幅的，但输出波形一般失真并不大，这是因为 。

A．谐振频率高； B．输出幅度小；

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C．谐振回路选择特性好； D．反馈信号弱。 8．在题图所示的电路中，输出信号的周期为 。

A．T2(2R1Rp)Cln12R22R2； B．T(2RR)Cln1； 1pR3R3C．T4R22R(2R1Rp)C； D．T2(2R1Rp)C。 R3R39．在题图所示的电路中，输出信号的周期为 。 A．T(2R3Rp)Cln12R12R2； B．T(2RR)Cln1； 3pR1R4C．T2R22R(2R3Rp)C； D．T1(2R3Rp)C。 R1R4题图 题图

答案：1．D。2．D。3．D。4．B。5．D。6．B。7．C。8．B。9．C。 判断题

1．正弦波振荡电路中，如没有选频网络，就不能引起自激振荡。（ ）

2．正弦波振荡电路中的晶体管仍需要一个合适的静态工作点。（ ）

3．如果放大电路的输出信号与输入信号倒相，至少要有三节RC移相网络才能构成RC移相式振荡电路。（ ）

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4．在正弦波振荡电路中，只允许存在正反馈，不允许有负反馈。（ ）

5．在LC正弦波振荡电路中，不用通用型集成运放作放大电路的原因是其上限截止频率太低。（ ）

6．电容三点式正弦波振荡电路输出的谐波成份比电感三点式大，因此波形较差。（ ）

7．要制作频率稳定度很高，而且频率可调的正弦波振荡电路，一般采用晶体振荡电路。（ ）

8．三角波信号发生电路由反相输入滞回比较器和反相输入积分电路组成。（ ）

9．在题图中，若电容充电和放电的时间常数不等，则输出的矩形波就会变成方波。（ ）

答案：2、3、5对；1、4、6、7、8、9错。

习题

连接题图中的电路，并回答下列问题：（1）组成一个正弦波振荡电路；（2）当R115kΩ，R210kΩ，

C10.01μF，C20.015μF，R4=1kΩ

时，振荡频率为多少（3）R3为何值时电路起振（4）R3应选用正还是负温度系数的热敏电阻说明原因；（5）若R3短路，用示波器观察输出波形将看到什么现象（6）当RR1R210kΩ，

CC1C20.02μF，R41kΩ时，若R310kΩ，电路又将可能出现什么

题图

现象说明原因。

解：（1）1-7、4-6、2-5、3-8 （2）fo1 2πR1R2C1C294

12π151010100.01100.0151033661.06kHz

（3）|F|110.25，

R1C2150.01511100.01R2C1R31时电路起振， R4|F|当|AF|1即|A|111R3R41113kΩ。

0.25|F|（4）R3为负温度系数，设uoR3的功耗R3的温度R3的阻值Auuo

（5）R30时Au1，使|AuF|1，不振，示波器为一条水平线。 （6）|F|，|A|113R3101113，波形上下被削平。 R41

电路如题图所示，回答下列问题：（1）M、N、J、K四点如何连接才能产生振荡；（2） 满足起振条件时，Rf和Re1大小之间有何关系；（3）若希望输出电压幅度基本稳定，应采取什么措施。

解：（1）连接M—J，M—N两点。

（2）Au1Rf3，Rf2Re1 Re1题图

（3）Rf采用负温度系数或Re1采用正温度系数的热敏电阻。

电路如题图所示，A为理想集成运放。回答下列问题：（1）为满足

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题图

相位条件，请在图中标出集成运放输入端中哪个是同相端、哪个是反相端；（2）输出信号频率fo的值是多少（3）Rt具有正温度系数还是负温度系数（4）理想情况下，输出最大功率Pom是多少（5）晶体管T1的PCM至少是多少

解：（1）上负下正。 （2）fo117.24kHz 2πRC2π2.21030.01106 （3）正温度系数。

2VCC182 （4）Pom6.48W

2RL225（5）PCM0.2Pom0.26.481.296W

在题图所示的振荡电路中，VCCVEE12V。（1）判断此电路能否产生正弦波振荡。若能，简述理由；若不能，则在不增减元件的情况下对原图加以改正，使之有可能振荡起来。（2）若要使电路起振，对电阻R2应有何要求（3）试估算振荡频率fo。

解：（1）不能振荡，将运放两输入端（+和-）对调即可。 （2）Au1 （3）fo

R23，R22R1224kΩ R1题图

113.98kHz 362πRC2π2100.021096

分别标出题图所示电路中变压器的同名端，使之满足正弦波的相位

（a） （b）

题图

平衡条件。

解：对于图（a），它是以L56两端的电压作为反馈电压Uf，并从发射极输入。假设断开5与发射极的连线，并加信号Uk，由共基关系可知T的Uc，显然，当1与3端或2与6端为同名端时，才满足相位平衡条件。

对于图（b），它以L34两端的电压作为反馈电压Uf。断开3端与栅极间连线，且加信号Uk，由共源关系可知T的Ud

，显然若2与4

端为同名端或1与3端为同名端时，才满足相位平衡条件。

电路如题图所示，试用相位平衡条件判断哪个可能振荡，哪个不能振荡，说明理由。

（a） （b）

题图

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解：对于图（a），它以L1两端的电压作为反馈电压Uf。断开1端与发射极之间的连线，且加信号Uk，则有

Uk 由共基可知T的Uc →由同名端可知3端为Uk

→1端

显然引入的是负反馈，不满足相位平衡条件，不能振荡。

对于图（b），它以L34两端的电压作为反馈电压Uf。断开抽头与A2同相输入端之间的连线，且加信号Uk，则有

Uk A2输出Uo2 →A1输出端Uo为

→1和3端为

→Uk

显然引入的是负反馈，不满足相位平衡条件，不能振荡。 检查题图所示的正弦波振荡电路是否有错，若有则指出错误并加以改正，说出改正后的电路名称。

（a） （b）

题图

解：图（a）基极直流接地，应在次级线圈与基极间接一隔直电容。改后电路为变压器反馈式LC正弦波振荡电路。

图（b）因UCUE，管子饱和，应在反馈线上加一隔直电容。改后电路为电感三点式LC正弦波振荡电路。

题图所示为某收音机中的本机振荡电路，回答下列问题：（1）在图中标出振荡线圈原、副边绕组的同名端；（2）计算在C5的变化范围内，振荡频率的可调范围。

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题图

1解：（1）5端与1端或4端与3端为同名端。 （2）fomin2πL13(C4C5max)C3/(C3C4C5max)12π10010[(10+250)30010612 1.35MHz/(300+10+250)fomax12πL13(C4C5min)C3/(C3C4C5min)12π10010[(10+12)30010612 3.52MHz/(300+10+12)

所以电路振荡频率的可调范围为1.35~3.52MHz。

如题图所示的三点式振荡电路。（1）试用相位平衡条件分析此电路能否振荡（2）设电路总的电感

L500μH，C112~365pF，C26.6pF，

C336pF，试计算振荡频率的变化范围。

解：（1）符合三点式LC振荡器“射同基反”的组成原则，即满足相位平衡条件，能振荡。

（2）由图可知，振荡电路的总电容

C(C1C2)C3，则有

C1C2C3题图

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Cmin(C1minC2)C3(126.6)3612.26pF

C1minC2C3126.636Cmax(C1maxC2)C3(3656.6)3632.82pF

C1maxC2C33656.636故

fomaxfomin112.03MHz

2πLCmin2π50010-612.261012111.24MHz

2πLCmax2π50010-632.821012可见，振荡频率的变化范围为：1.24MHz~2.03MHz。

振荡电路如题图所示。（1）它是什么类型的振荡电路（2）设电路L50μH，

C1C21000pF，C3100pF，计算它的振荡

频率。

解：由C1、C2、C3、L组成电容三点式振荡电路。

C183.33pF

111C1C2C3112.47MHz

2πLC2π5010683.331012题图

fo

题图所示为石英晶体振荡电路，试说明它们各属于哪种类型的晶体振荡电路，并说明晶体在电路中的作用。

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（a） （b）

题图

解：图（a）电路为并联型晶体振荡器，晶体起电感作用。 图（b）为串联型晶体振荡器，晶体起阻抗很小的纯电阻作用。

电路如题图所示，设集成运放为理想器件。试分析电路能否产生方波、三角波信号，若不能产生请说明理由，并提出改正方案。

解：积分电路的输出接比较器输入构成反馈环路。下面将根据非正弦波发生器的振荡条件来判断。

假设比较器输出高电平UZ，此时A1同相端的电位uR1UZ，R1R2题图

积分器输出uO向负方向变化。这样A1反相输入端与同相输入端电位没有比较点，即比较器输出不可能发生跳变，也就不会产生振荡。

改正的方案：第一种方案是将R1的下端接A2输出，构成同相输入滞回比较器；A1的反相输入端接地。第二种方案是在A1的输出端与A2的输入端之间增加一个反相比例运算电路。这两种方法都可以使滞回比较器的输出发生周期性的跳变。

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方波—三角波发生电路如题图所示。其中，R139kΩ，R220kΩ，

R310kΩ，Rp10kΩ，R4150kΩ，C0.1μF，各集成运放为理想器

件。（1）求出调节Rp时所能获得的fmax。（2）画出uO1和uO的波形，标明峰—峰值；如果A1的反相端改接UREF，方波和三角波的波形有何变化。（3）要求三角波和方波的峰—峰值相同，R3应为多少（4）不改变三角波原来的幅值而要使f10fmax，电路元件的参数应如何调整

题图

解：（1）Rp的滑动头应置最上端。

u1R3R2uOuO1u10 R3R2R3R2uTHuOR310uO163V R2201t16uOtudtt1 o1R4C01501030.1106当uO(t)3V所需要的时间正好是周期。则

6t3，t7.5ms 361150100.110111fmax33.33Hz

T4t147.510314（2）A1的反相端改接UREF后，uO1(t)的波形不变，uO(t)的波形发生上下平移。当UREF0，uO(t)的波形向上移动；当UREF0，uO(t)的波形向下移动。

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题解图

（3）uOR3R3RuO1366 R22062020kΩ 6（4）幅值保持不变，即不改变R2、R3的比值。可以减小R4或减小

C，使

R40.115015kΩ或C0.10.10.01μF

一般用电位器代替R4来调节f。

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